iso7637-4(iso76374 2021)

摘要： 　　空气过滤器的主要知识　　空气过滤器是空调净化系统的核心设备，过滤器对空气形成阻力，随着过滤器积尘的增加，过滤器阻力将随着增大。当过滤器积尘太多，阻力过高，将使过滤器通过风量降低...

　　空气过滤器的主要知识

　　空气过滤器是空调净化系统的核心设备，过滤器对空气形成阻力，随着过滤器积尘的增加，过滤器阻力将随着增大。当过滤器积尘太多，阻力过高，将使过滤器通过风量降低，或者过滤器局部被穿透，所以，当过滤器阻力增大到某一规定值时，过滤器将报废。因此，使用过滤器，要掌握合适的使用周期。在过滤器没有损坏的情况下，一般以阻力判定使用寿命。过滤器的使用寿命除了取决于其本身的优劣，如：过滤材料、过滤面积、结构设计、初始阻力等，还与空气中的含尘浓度，实际使用风量，终阻力的设定等因素有关。掌握合适的使用周期，必须了解其阻力的变化情况，首先必须了解如下定义：1. 额定初阻力：在额定风量下，过滤器样本、过滤器特性曲线或过滤器检测报告所提供的初阻力。2. 设计初阻力：系统设计风量下，过滤器阻力（应由空调系统设计师提供）。3. 运行初阻力：系统运行之初，过滤器的阻力，如果没有测量压力的仪表，就只能取设计风量下的阻力作为运行初阻力（实际运行的风量不可能完全等于设计风量）；运行中应定期检查过滤器的阻力超出初阻力的情况（每个过滤段都应安装阻力监测装置），以决定何时更换过滤器。过滤器更换周期，见下表（仅供参考）：

　　过滤器越脏，阻力增长越快。过高的终阻力不意味着过滤器使用寿命会延长，过高阻力会使空调系统风量锐减。过高的终阻力是不可取的。顾客关于过滤器使用寿命短的抱怨：主要由三种原因造成a、 过滤器的过滤材料面积太小或单位容尘能力太小；b、 预过滤器的过滤效率偏低；c、 用户对过滤器的使用寿命期望过高。对于第一种原因:改用过滤面积大的多滤器可以延长使用寿命,在系统最初设计时应该考虑到这点。较多的工程中,用户要求尽可能的减少空调占用空间,或供应商为了实现最大的利润，采用过滤面积小的便宜过滤器。工程验收时，过滤器能满足空气净化的要求，但过滤器的使用寿命却比较短。预过滤器的过滤效率低，可以调整预过滤器的效率，可以延长末端过滤器的使用寿命。据试验数据：末端过滤器是F7，使用G4预过滤器时末端过滤器的使用寿命是3个月，改用预F5过滤器后，F7过滤器的使用寿命可以延长至半年。洁净室中，末端高效的价值可能并不高，但更换过滤器的风险和间接费用会很高，换预过滤器则无须停产，有经验的业主会把注意力放在预过滤器上。根据经验,10000级和100000级洁净厂房(非均匀流),预过滤选用F8过滤器,末端高效过滤器的使用寿命可以达到5年。（目前国内通用的过滤器配置可能只有1-3年的时间）。过滤器选用几点建议：1、 选择效率足够高的过滤器(预过滤):2、 选择过滤面积大的过滤器3、 高效空气过滤器必须逐台检测4、 同等风量下，选择初阻力小的过滤器5、 选用通用尺寸的过滤器

　　过滤原理

　　1. 拦截空气中的尘埃粒子，随气流作惯性运动或无规则布朗运动或受某种场力的作用而移动，当微粒运动撞到其它物体，物体间存在的范德华力（是分子与分子、分子团与分子团之间的力）使微粒粘到纤维表面。进入过滤介质的尘埃有较多撞击介质的机会，撞上介质就会被粘住。较小的粉尘相互碰撞会相互粘结形成较大颗粒而沉降，空气中粉尘的颗粒浓度相对稳定。室内及墙壁的退色就因为这原因。把纤维过滤器像筛子一样看待是错误的。2. 惯性和扩散颗粒粉尘在气流中作惯性运动，当遇到排列杂乱的纤维时，气流改变方向，粒因惯性偏离方向，撞到纤维上而被粘结。粒子越大越容易撞击，效果越好。小颗粒粉尘作无规则的布朗运动。颗粒越小，无规则运动越剧烈，撞击障碍物的机会越多，过滤效果也会越好。空气中小于0.1微米的颗粒主要作布朗运动，粒子小,过滤效果好。大于0.3微米的粒子主要作惯性运动,粒子越大效率越高。扩散和惯性都不明显得粒子最难过滤掉。测量高效过滤器性能时，人们经常规定测量最难测量的粉尘效率值。

　　2. 静电作用由于某种原因，纤维和微粒可能带上电荷，产生静电效应。带静电的过滤材料过滤效果可以明显改善。原因：静电使粉尘改变运动轨迹并撞上障碍物，静电使粉尘在介质上粘的更牢。能长期带静电的材料也称作"驻极体"材料。材料带静电后阻力不变，过滤效果会明显改善。静电在过滤效果中不起决定作用，只起辅助作用。4. 化学过滤化学过滤器主要有选择性的吸附有害气体分子。活性碳材料中有大量看不见的微孔，有较大的吸附面积。米粒大小的活性碳中，微孔内面积有十几平方米大。游离分子接触活性碳后，在微孔中凝聚成液体因毛细管原理呆在微孔中，有的与材料和而为一体。没有明显化学反应的吸附称为物理吸附。有的对活性碳进行处理，被吸附的颗粒与材料进行反应,生成固体物质或无害气体,称为怀学吸附。活性碳在使用过程中材料的吸附能力不断减弱，当减弱到某一程度，过滤器将报废。如果仅为物理吸附，用加热或水蒸汽熏可使有害气体脱离活性碳，使活性碳再生。

　　中国分类一般通风用过滤器分级 对于一般通风用过滤器，两项国家标准按新过滤器的计数法效率将过滤器分成五个和四个等级。这两项标准曾对过滤器市场起了很好的规范作用，它们结束了部门间各自为战的局面，并在过去的"中效"范围增加了一级"高中效"，以适应当时人们对改善洁净室预过滤器性能的要求。

　　过滤器的结构和选材

　　1.处初结构：外框主要包括：纸框、镀锌框、铝合金框、不锈钢板。有板式、和袋式结构。

　　滤料：纤维滤料主要有:化纤类无纺布,玻璃纤维滤料,某些厂家有棉纤与化纤的混合滤料,其它还有金属网等。制作方法：大多为折叠成型，金属网和滤料复合折叠。2.中效过滤器结构：外框材料主要包括：镀锌钢板、铝合金型材、塑料框、纸框等滤料主要包括：化纤类、玻璃纤维以及PP材料。目前使用最多的是玻璃纤维和PP滤料的袋式结构中效过滤器。由于国内生产粗、中效过滤器的厂家不计其数，采用的材料、结构也是多种多样。目前主流生产厂及国外厂多采用玻璃纤维滤料及部份化纤滤料，化纤靠其价格低及阻力小的优势挤占越来越大的市场。 3.高效空气过滤器结构：外框主要使用：铝合金型材、多层板框、铝板框、镀锌钢板框，使用最多为铝合金型材框，主要制作成立方体形结构。滤料：多采用玻璃纤维，化纤类逐渐在使用，目前国外有些厂家采用带静电的聚四氟乙烯纤维（驻极体）制造高效过滤器、俗称PTFE。高效结构又有无隔板和有隔板之分。无隔板主要采用热溶胶作为滤芯的分隔物，便于机械化生产。加之其具有体积小、重量轻、便于安装、效率稳定、风速均匀的优点，目前洁净厂房所需的大批量的过滤器多采用无隔板结构。有隔板高效，多采用铝箔、纸做成折叠状作为滤芯分隔物，形成空气通道。分隔板有采用优质牛皮纸，热滚压成形或采用胶版纸作分隔板。目前，多采用双面上胶的铜版纸作分隔板，主要目的是为了防止分隔板受冷热干湿的影响发生收缩，从而散发微粒。但根据我公司多年来的经验，在温湿度发生变化时，这种隔板纸可能会有较大颗粒散发，从而造成洁净厂房洁净度测试不合格。（已有几次客户关于这方面的投诉）所以，对于洁净度要求较高的场所，应推荐客户使用无隔板高效空气过滤器。国外的有隔板过滤器的价格要高于无隔板价格，所以国外使用有隔板的场所较少。此外，与有隔板过滤器的矩形通道相比，无隔板过滤器的V形通道进一步改善了容尘的均匀性，延长了使用寿命。通风用无隔板过滤器可避免使用金属部件，易于废弃处理，符合日益严格的环保要求。除了某些耐高温和高安全性要求的特殊场合，无隔板过滤器均可取代有隔板过滤器。

　　过滤器的参数

　　3-1面速和滤速面速和滤速可以反映过滤器的通过风量的能力。面速指过滤器断面上的通过气流速度，一般以m/s表示，V=Q/F*3600，面风速是反映过滤器结构特性的重要参数。滤速是指滤料面积上的通过气流的速度，一般以L/cm2.min或cm/s表示.滤速反映滤料的通过能力,反映滤料的过滤性能。滤速低，一般来说可以获得较高得效率。允许通过的滤速低，滤料的阻力较大。3-2过滤效率3-2-1空气过滤器的"过滤效率"是被捕集粉尘量与原空气含尘量的比值：

　　过滤效率 = 过滤器捕集粉尘量/上游空气含尘量= 1 -下游空气含尘量/上游空气含尘量效率的意义看似简单，可它的含义和数值却因试验方法的不同而大不一样。在决定过滤效率的因素中，粉尘"量"的含义多种多样，由此计算和测量出来的过滤器效率数值也就五花八门。实用中，有粉尘的总重量、粉尘的颗粒数量；有时是针对某一典型粒径粉尘的量，有时是所有粉尘的量；还有用特定方法间接地反映浓度的通光量（比色法）、荧光量（荧光法）；有某种状态的瞬时量，也有发尘全过程变化效率值的加权平均量。 对同一只过滤器采用不同的方法进行测试，测得的效率值就会不一样。各国家、各厂商使用的测试方法不统一，对过滤器效率的解释和表达大相径庭。离开测试方法，过滤效率就无从谈起。目前过滤器（高效）效率的标注种类：1、钠焰法，主要是国内的一些生产厂家在使用，可能某些小的个体户没有测试设备也标注这种效率值。一般高效的标注效率值大于99.99%。这种方法的前景：钠焰法的测试精度决定了此种方法只能完成普遍高效的测试，测试的效率是过滤器的综合效率，对于特定粒子的效率不能体现，国家虽然在修订此标准，个人认为如果一个过滤器生产厂家仅有此一种测试手段，肯定难以满足客户日益多样性、高标准的要求。2、DOP法，有50多年历史。曾今为国际最常用的标注方法，相信，在国外可能会逐渐被取代。3、MPPS法，目前在国际上已经逐渐流行，又叫最易穿透效率法。被认为是测试高效空气过滤器的最严格的方法。3-2-2穿透率穿透率来表示经过过滤器后仍然可以透过多少尘粒的程度。K=（1-η）×100%3-3阻力过滤器对气流形成阻力。过滤器的阻力主要由两部分组成，滤料的阻力，过滤器结构的阻力。根据经验,在滤料性能确定的情况下,过滤器的阻力与过滤器的结构关系很大,由此造成的影响可能在50Pa左右。过滤器积灰，阻力增加，当阻力增大到某一规定值时，过滤器报废。 新过滤器的阻力称"初阻力"；对应过滤器报废的阻力值称"终阻力"。 设计时，常需要一个有代表性的阻力值，以核算系统的设计风量，这一阻力值称"设计阻力，惯用的方法是取初阻力与终阻力的平均值。3-4容尘量容尘量:简单说：过滤器容纳灰尘的能力。过滤器容尘量和过滤器的使用期限有直接关系。通常指运行中的过滤器的终阻力达到其初阻力的一倍的数值时，或者效率下降到初始效率的85%以下时，过滤器上的集尘量作为过滤器的标准容尘量，简称容尘量。如果过滤器以超过额定风量的风量工作，其阻力将随着集尘的增加而更快的增加。过滤器在达到容尘量的集尘过程中，效率低的过滤器容易显示出效率先增加后下降的特点，效率低的过滤器集的尘埃大而多，滤料稀疏，尘粒由于阻力的增加容易穿透滤料和剥落，造成二次污染。在使用过程中的高效过滤器，随着积尘的增加，效率一般都会上升。当风量为1000m3/h时，一般折叠形无纺布过滤器的容尘量在100g上下，玻璃纤维过滤器在250-300g，高效过滤器在400-500g左右。同类过滤器若尺寸不同，容尘量也就不同。

　　4-1为什么要用空气过滤器?4-1-1通风空调系统需要空气过滤器的保护空调维护人员通常会发现空调系统在使用较长时间后会发现如下问题:1. 风机,热交换器,风阀,管道等部件严重积灰,且还有异味2. 系统运行数年后,风量和冷/热处理量偏低,难以达到原设计要求;3. 舒适性空调送风口的周围出现黑渍;4. 室内人员抱怨空气污浊,身体不适;5. 洁净室系统的高效空气过滤器阻力增长过快,甚至1-2年就需更换;6. 对于空调机中目前长配的金属/尼龙网和化纤无纺布,即使不清洗,阻力也不会持续上升；造成这些问题的主要原因是灰尘，所谓耐洗的过滤器对灰尘的阻挡是有限的。除了把空调系统停下来进行清洗，或更换昂贵的系统部件，更有效的措施是增设效率足够高的空气过滤器。（国内能提供空调系统清洗服务的公司很少。经过发达国家的调查和研究证明，玻璃纤维袋式过滤器是用户最经济有效的选择。4-1-2各种洁净等级的洁净室更离不开高效甚至是超高效空气过滤器洁净室内与室外的尘埃粒子浓度相差成千上万倍（单单是计数），要达到一定级别的洁净度，必须要设置高效空气过滤器，对进入室内的空气进行过滤器。4-2过滤器的选用根据场所的使用要求合理确定各级过滤器的效率通常情况下，末端过滤器决定了空气的洁净程度，前级过滤器起保护末端过滤器的作用，即延长末端过滤器的使用寿命，减少维护费用，保护空调系统正常工作。具体过程：1. 根据洁净度的要求确定末级过滤器的效率;2. 选择末级过滤器的保护过滤器,如果需要,在选择中级过滤器的前级保护过滤器,通常起保护作用的过滤器称为预过滤器;3. 选择预过滤器要和使用环境,备件费用,运行能耗(目前国内用用户关心能耗的不多),维护与供货等因素综合考虑后决定；4. 特别关注的问题：洁净室末端的高效空气过滤器需要有效率不低于F8的过滤器的保护（主要应是针对新风的处理），空调系统也需要空气过滤器的保护； 5. 确定过滤器的要点：末级过滤器的性能要可靠，预过滤器的效率规格要合理，且要维护方便。

　　不同等级的洁净室,所用的高效空气过滤器基本是一致的.过滤器的质量如果有了保证,通风参数(唤气次数或平均风速)是决定洁净工程质量的关键因素。目前要求较为严格的洁净室工程中所用的高效空气过滤器一般都要求经过扫描检验。（目前国内对于高效过滤器出厂100%检漏很少）。国内可以开展洁净室施工的单位成千上万，所以对于各种洁净室的唤起次数及平均风速的取值也有差别。换气次数少，投资省，运行成本低，洁净度上有风险。（根据经验，国内施工单位为了能顺利通过洁净室的验收，很多都采用远高于标准要求的换气次数）。很多单位的洁净室验收都是在静态状态下进行，经过长时间的自净，一般都可以获得很高的洁净度测试结果，但实际的运行情况，未必如此。单向流洁净室也称"层流"或匀流洁净室，这种洁净室的平均风速至关重要，粉尘的自由扩散速度是0.15-0.2m/s,如果风速压不住粉尘的扩散速度,使用效率再高的过滤器也达不到预期的效果。非单向流洁净室，也称乱流洁净室，洁净室靠送风来稀释尘埃，以达到一定的洁净度要求。乱流洁净室由于室内操作人员较多、设备和生产过程中发尘量也较大，高效效率的高低不是决定性因素。

　　美国防火等级

　　过滤器的防火等级，美国UL保险商试验所标准，UL-900-1997

　　二级（Class 1）

　　过滤器（干净时）遇明火不燃烧，仅散发极微量的烟雾。

　　二级（Class 2）

　　过滤器（干净时）遇明火轻微燃烧，或散发有限的烟雾，或两者同时发生。

　　过滤器结构与防火分类，美国环境科学与技术研究所IES-RP-CC001.3-1993

　　第一类（Grade1）： 不燃结构，能承受恶劣的环境，结构坚固。主要用于军事、原子能、重要工业。

　　满足美国军用标准MIL-F-51068。

　　第二类（Grade 2）： 阻燃结构，经耐水试验、耐低温试验、以及军用标准MIL-F-51068中的部分试验。 满足美国UL-586标准的试验（火焰试验）。

　　第三类（Grade3）： 遇火不燃烧，仅散发微量烟雾。符合UL-900标准中的一级。

　　第四类（Grade4）： 遇火轻微燃烧，或散发有限烟雾。符合UL-900标准中的二级。

　　第五类（Grade 5）：

　　阻燃材料结构，无助燃物质，遇火仅产生少量烟雾或不产生烟雾。用于洁净室顶送风或侧送风处的空气过滤。

　　第六类（Grade 6）： 用于无特殊防火要求和不十分重要的场所。

　　名词解释

　　A，B，C ，D

　　集成电路制造业对气载分子污染物的分类。A代表酸性气体（Acids），B代表碱性气体（Bases），C代表可凝聚化合物（Condensables），D代表其它掺杂气体（Dopants）。

　　Absolute Filter，绝对过滤器

　　早期国外某公司为有隔板高效过滤器起的商品名，对应过滤效率99.97%（0.3mm DOP）。

　　AC fine (Air Cleaner Test Dust, fine)，AC细灰

　　美国规定用于过滤与除尘设备性能试验的标准粉尘，除中国和日本之外各国通用。该粉尘取自美国亚利桑那荒漠地区，俗称Arizona Road Dust。

　　在AC细灰中掺入规定量的短纤维和碳黑，就成了过滤器试验常用的ASHRAE标准粉尘。

　　国际标准化组织ISO规定用AC细灰测量汽车滤清器的过滤效果。

　　Aerosol，气溶胶

　　固体或液体颗粒物与气体形成的一种相对稳定的悬浮体系。

　　国际上，搞过滤理论的人多数参与气溶胶学会的活动，但搞过滤应用的人更喜欢在暖通空调行业扎堆儿。

　　AFI (Air Filter Institute)，美国空气过滤研究所

　　过滤效率的试验方法计重法和比色法首先由AFI使用，有人称AFI效率。若见到“AFI效率”，你要自己判别是计重效率（Arrestance）还是比色效率（Dust-spot）。

　　AHU (Air Handling Unit)，中央空调器

　　中央空调是最经常见到空气过滤器的地方。

　　Air Filter，空气过滤器

　　用在中央空调和洁净室时，称为空气过滤器；用在活塞发动机和小型空压机上，它叫空气滤清器。

　　AMC（Airborne MolecularContaminant），气载分子污染物

　　半导体制造业对分子污染物的称呼。

　　Arrestance，计重效率

　　对低效率过滤器采用计重法得出的效率。

　　ASHRAE Efficiency

　　用美国采暖、制冷与空调工程师协会标准ASHRAE 52.1规定方法测出的效率。一般指的是比色法（dust-spot）效率，有时也称NBS效率、AFI效率。

　　b值

　　描述液体过滤材料和液体过滤器过滤效果的一个常用参数。b值也称过滤比。b值是透过率的倒数，与过滤效率的关系为：过滤效率 = 1 – 1/b

　　b5 = 200，表示粒径为5mm的颗粒，200个中有一个透过。

　　Cellulose Media，木浆滤纸

　　以木质纤维（木浆）为主要原料的过滤纸。木浆滤纸是制作滤清器的最常见过滤材料。

　　Chemical Filter，化学过滤器

　　在空调领域，化学过滤器一般指的就是活性炭过滤器。

　　CNC（Condensation Nucleus Counter）凝结核计数器

　　以微小粉尘为核，凝结了其它物质，使颗粒增大，仪器就可以检测到它。在过滤器的试验中CNC可用于高效过滤器的扫描试验、滤材的检测。

　　Deep-Pleat

　　对传统有隔板过滤器的习惯称呼。

　　DOP 邻苯二甲酸二辛酯

　　DOP为塑料工业一种常用增塑剂，也是一种常见清洗剂。

　　用0.3mm的DOP液滴做粒子，测量高效过滤器得出的过滤效率称为“DOP效率”。

　　Dust-Spot，比色法

　　多年来国际流行的，对一般通风用过滤器的测试方法。

　　Efficiency

　　过滤效率

　　Fiberglass，玻璃纤维

　　常见过滤材料。

　　FFU (Fan Filter Unit)

　　自带风机的高效过滤单元。当代集成电路生产中高洁净度厂房流行过滤装置。G，F，H，U

　　欧洲对过滤器的分类代号，用的是德语字头。G代表Grob，F代表Fein，H为HEPA，U为ULPA。

　　GMP (Good Manufacture Practice)，药品生产质量管理规范

　　GMP是制药厂必须执行的强制性标准。

　　HEPA (High Efficiency Particulate Air) Filter，高效过滤器

　　对0.3mm尘埃粒子过滤效率≥99.97%，并且经过规定方法检验合格的过滤器。

　　家用电器中的HEPA是一般指用HEPA滤纸制作的过滤器。

　　HEPA Diffuser，高效过滤风口

　　装有高效过滤器的非均匀流洁净室送风装置。

　　HEPA Panel

　　洁净室用无隔板高效过滤器的习惯叫法。

　　IAQ (Indoor Air Quality)

　　室内空气品质

　　MPPS (Most Penetratiable Particulate Size)，最易穿透粒径

　　测量过滤器对最难过滤颗粒物过滤效率的一种扫描测试方法。

　　Mini-Pleat

　　无隔板过滤器的习惯称呼。有时也称为Close-pleated。

　　NBS (National Bureau of Standard)，美国国家标准局

　　早期的美国国家标准局曾将AFI的计重法和比色法定为国家标准。

　　Particle Efficiency，计数效率

　　用粒子计数器测量的过滤器效率。

　　PE（Polyester），聚酯

　　在过滤行业，指聚酯类化学纤维，例如涤纶纤维。

　　PP (Polypropylene)，聚丙烯，丙纶

　　在过滤行业，常指带静电（驻极体）的超细聚丙烯纤维过滤材料。

　　Pre-filter，预过滤器

　　对下一级过滤器起保护作用的过滤器。预过滤器可以有各种形式和效率规格。

　　PTFE聚四氟乙烯

　　在过滤行业，PTFE滤材指用驻极体聚四氟乙烯纤维制成的高效过滤材料。PTFE滤材是是一种新兴过滤材料，它没有微量挥发物，强度好，目前的缺点是价格高。

　　Pulse-jet Filter，自洁式过滤器

　　带有压缩空气脉冲反吹清灰装置的过滤器和除尘器。

　　Resistance

　　过滤器阻力。有时也称Pressure Drop，DifferentialPressure，DP。

　　Sick Building Syndrome，建筑致病症状

　　室内空气差经常被认为是致病元凶。

　　Synthetic Media

　　化学纤维滤材，又称其为合成纤维。

　　ULPA (Ultra Low Penetration Air) Filter 超高效过滤器

　　对0.1～0.2mm粒子过滤效率≥99.999%的过滤器（美国）。

　　对MPPS效率≥99.9995%的过滤器（欧洲）。

　　对0.12mm粒子过滤效率≥99.999%的过滤器（美国早期）。

　　Van de Waals Force，范德瓦尔斯力

　　分子与分子，分子团与分子团表面间的一种引力包括取向力、诱导力、色散力。粉尘粘在过滤介质上,主要靠的是范德瓦尔斯力。活性炭过滤器吸附化学污染物时,靠的也是范德瓦尔斯力。

　　Ventilation Filter

　　泛指一般通风用过滤器，以区别洁净室用高效过滤器。有时也称Ashrae Filter。

　　VOCs（Volatile Organic Compounds），挥发性有机化合物

　　空调行业指空气中的分子污染物。集成电路行业又叫AMC。

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